PL158664B1 - Mechanizm zapadkowy dla wylaczników szybkich PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Mechanizm zapadkowy dla wylaczników szyb- kich z osadzona obrotowo w ruchomym mostku styko- wym na osi rolka, z dzialajacym w kierunku wlaczania na rolke, osadzonym obrotowo drazkiem zapadkowym, którego zwrócona do rolki strona czolowa wykonana jest jako co najmniej czesciowo dopasowane do zarysu rolki jarzmo, z dzialajaca na mostek stykowy w kierunku wylaczania sila, która uzyskuje sie zwlaszcza przez ele- ment sprezysty oraz z dzialajacym na drazek zapadkowy zwalniaczem, znamienny tym, ze dla kompensacji sil tar- cia dzialajacych na rolke (14) przy znajdujacym sie w polozeniu zalaczania mostku stykowym (4), jarzmo (16) ma taki ksztalt, ze ta jego czesc, która jest dopasowana do zarysu rolki (14) przechodzi w biegnacy stycznie do rolki (14) odcinek, który jest nachylony wzgledem kierunku wlaczania pod katem (90°-a), przy czym kat (a) jest okreslony nastepujaco: tga = C5 · R1/R2 + C 6 gdzie: C5 jest wspólczynnikiem tarcia miedzy osia (13) i rolka (14), C6 jest wspólczynnikiem tarcia miedzy rolka (14) i jarz- mem (16), R1 jest promieniem osi (13), a R 2 jest promieniem rolki (14). FIG. 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm zapadkowy dla wyłączników szybkich z osadzoną obrotowo w ruchmmym mogtku styknym na osi rolką. Na tę rolkę działa w kierunku włączania osadzony obrotowo drążek zapadkowy, którego zwrócona do rolki strona czołowa wykonana Jest jako dopasowane co najmniej częściowo dt zarysu rolki jarzmo. Na mostek stykowy wywierana jest w kierimku wyłączania siła. Na drążek zapadkowy zaś działa zwalniacz.

Znany jest mechanizm zapadkowy dla wyłączników szybkich z osadzoną obrotowo w ruchomym mostku stykowym na osi rolką. Przy włączaniu na rolkę działa uruchamiany przez magnes drążek zapadkowy, docieka mostek stykowy do stałego styku i w ten sposób zamyka obwód prądowy przez wyłącznik szybki.. Wymmgana siła styku przenoszona jest z magnesu przez drążek zapadkowy na rolkę. Przy normalnym wyłączaniu wyłącznika szybkiego zostaje wzbudzony i działająca na rolkę, naprężona wstępnie sprężyna wyłączająca odciąga mostek stykowy w położenie wyłączenia. Wyssępujący przy tym łuk elektryczny zostaje w znany sposób wygaszony. Jeżeli jednak przez wyłącznik szybki płynie prąd zwarciowy, takie normalne wyłączanie tiwa zbyt długo i zostaje wzbudzony uruchamiany bezpośrednio przez prąd zwarciowy zwalniacz. Zwalniacz ten działa na drążek zapadkowy i odpowiada za to, aby mechanizm zapadkowy między rolką i drążkiem zapadkowym został rozłączony. Działająca na rolkę sprężyna wyłączająca zostaje wówczas natychmiast uruchomiona i mostek stykowy zostaje bardzo szybko odciągnięty w położenie wyłączenia.

158 664

Działający na drążek zapadkowy zwalniacz, przykładowo magnes zwalniający, musi być bardzo silnv, aby mógł pewnie poruszać drążek zapadkowy względem rolki, ponieważ należy przezwyciężyć duże siły przeciwne. Jeżeli z-.alniacz będzie nieco słabszy, czas wyłączenia wydłuża się ponad wartości dopuszczalne.

Celem wynalazku Jest opracowanie takiego mechanizmu zepad.cowego dla wyłączników szybkich, w którym nie będą występowały wymienione wyżej problemy związane z zastooowaniem znanych tego typu mechanizmów.

Cel ten został osiągnięty dzięki te.nu, że dla kompensacji sił tarcia działających na rolkę przy znajdującym się w położeniu załączania mostku stykowym, jarmo ma taki kształt, że ta jego część, która jest dopasowana do zarysu rolki przechodzi w biegnący stycznie do r^olki odciek, który jest nach^o^ wzgl.ęd^em ^kierunku włączaⁿi^a p^od k^ąte^m /90° - 06 /, p^rzy czym kąt OĆ jest określony następująco:

^R1 tg oó = ^o5 . + c₆ przy czym jest współczynnikiem tarcia między osią i rolką, Cg - współczynnikiem tarcia między rolką i j^rmen, R^ - promieniem osi, zaś Rg - promieniem rolki. Uzyskana dzięki wynalazkowi korzyść widoczna je9t przede wszystkim w tym, że bezpośrednio po rozłączeniu mechanizmu zapadkowego składowa działającej wciąż na rolkę w kierunku włączania siły dodatkowo przyśpiesza ruch drążka zapadkowego i w związku z tym umożliwia jeszcze szybszy ruch wyłączający mostka stykowego.

Korzystnie powierzchnia toczna rolki posiada wybranie służące jako prowadnica dla strony czołowej dróżka zapadkowego. Strona czołowa drążka zapadkowego jest dopasowana do kształtu tego wybrania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy układu stykowego wyłącznika szybkiego, fig. 2 - szczegółowy szkic mechanizmu zapadkowego według wynalazku, fig. 3 - rozkład sił działających w mechaniźmie zapadkowym według fig. 2.

Na fig. 1 przedstawiony jest w sposób mocno uproszczony system styków wyłącznika szybkiego. Na szynie 1 zamocowany jest styk stały 2. W stanie złączonym do styku stałego 2 dociskany jest styk ruchomy 3, który połączony jest z jednym końcem ruchomego mostku stykowego go 4. Ruchomy mostek stykowy 4 ma swój drugi koniec obrotowy w nadającym się do przewodzenia prądu łożysku tocznym 5· Łożysko toczne 5 jest umieszczone w szynie 6. Opisane dotychczas elementy konstrukcyjne tworzą główną linię przepływu prądu wyłącznika szybkiego. Podczas procesu wyłączania, gdy jarzący się między stykiem st^i^yym 2 i stykiem 3 łuk elektryczny przeskakuje w znany sposób na iskierniki 8 i 9, na krótki czas zostaje zasilona prądem boczna linia prądu 10. Mostek stykowy 4 nie Jest już wówczas zasilany prądem i przechodzi bez dalszego obciążenia elektrycznego w swoją pozycję wyłączenia. Gdy tylko łuk elektryczny, który w znany sposób z iskiernióów 8, 9 przeskakuje na dużą liczbę nieprzedstawionych blach gaszących, właśnie, wówczas przepływ prądu przez wyłącznik szybki zostaje przerwany definitywnie. Mędzy stykiem staCym 2 i stykiem ruchemym 3 panuje wówczas napięcie powrotne podstawowe.

Matek stykowy 4 pogada biegnący w kierunku Jego osi wzdłużnej otwór. 12. Ścianki boczne tego otworu 12 utrzymują oś 13, na której osadzona jest obrotowo cylindryczna rolka 14.

Oś 13 i rolka 14 posiadają wspólną oś obrotu, prostopadłą do kierunku ruchu mostka stykowego 4. W stanie włącz^njm mostka stykowego 4 rolka 14 spoczywa na drążku zapadkowym 15, którego zwrócona do rolki 14, strona czołowa wykonana jest jako dopasowane co najmniej częściowo do zarysu rolki jarzmo 16. Drugi koniec drążka zapadkowego 15 jest osadzony obrotowo w elemencie izolacynyym 17. Slement łączący 18 łączy element izolacyjny 17 z nieprzedstawionym, w zasadzie znanym urządzeniem włączającym i wyłączającym. Sprężyna 19, która wspiera

158 664 się na suporcie 20 z mteińału izolacyjnego, dociska drążek zapadkowy 15 w górę do rolki 14. Urządzenie włączające i wy łączające działa poprzez drążek zapadkowy 15 na rolkę 14 i w związku z tym na matek stykowy 4. W stanie włączonym ono również siłę styku między stykiem stałym 2 i stykiem ruchomym 3, poważniejsze wypalania styku Jest przy tym wyrównywine automatycznie.

Siły, które w kierunku włączania działają na mostek stykowy 4, są wytwarzane przez urządzenie włączające i wyłączające. celu normalnego, uwarunkowanego eksploatacją, wyłączenia, siła w kieriuiku włączania zostaje zlikwidowana i sprężyna wyłączająca 22, która oddziałuje bezpośrednio na mostek stykowy 4, ciągnie go w położenie Sprężyna wyłączająca 22 jest co najmniej z jednej strony podwieszona w sposób izolowany w celu wyeliminowania prądów błądzących, spowodowanych sprężyną wyłączającą. Jeżeli mają być wyłączane bardzo silne prądy, przykładowo prądy zwarciowe, proces wyłączania musi zostać przyśpieszony. Dodatkowy zwalniacz 25, przykładowo magnes, który jest bezpośrednio wzbudzany przez silne prądy, oddziałuje przy pomocy zapadki 26 na koniec 27 drążka zapadkowego 15, który wystaje poza otwór 12. Drążek zapadkowy 15 jest przy tym naciskany w dół i rolka 14 toczy się wzdłuż jarzma 16 w kierunku wyłączania. Mechanizm zapadkowy między rolką 14 i drążkiem zapadkowym 15 zostaje w ten sposób szybko rozłączony.

W celu wyjaśnienia zasady działania tego mechanizmu zapadkowego należy posłużyć się fig. 2. Wykonana jako jarzmo 16 strona czołowa drążka zapadkowego 15 jest częściowo dopasowana do zarysu rolki. Od punktu A począwszy dopasowana do zarysu rolki część jarzma 16 przechodzi w biegnący stycznie do rolki 14 odcinek. Jarzmo 16 Jest tak wykonane, że w stanie włączonym mostka stykowego 4 wywierane na rolkę 14 siły tarcia aą kompensowane. Biegnący etycznie do rolki 14 odcinek jarema 16 jest nachylony względem kieriuiku włączania o kąt 90° - oC . Kierunek włączania jest oznaczony strzałką 28. Kąt O> jest określony jako kąt między kierunkiem włączania i linią łączącą 29, która łączy punkt A ze środkiem Z osi 13.

Ten sam kąt cC występuje również jako kąt między biegnącym stycznie do rolki 14 odcinkiem Jarzma 16 i linią biegnącą prostopedle do kierunku włączania drążka zapadkowego 15. Odcinek jarzma 16 biegnący stycznie do rolki 14 nie musi być prostolinoowy aż do górnej krawędzi drążka zapadkowego 15, może również, jak zaznaczono Unią przerywaną 30, być nieco zaokrąglony w celu ułatwienia przetaczania rolki 14.

Na fig. 3 uwidoczniono istotne siły, które działają w punkcie A między rolką 14 i ^drążkie^{m z}a^padko^wy^{m 15}. Siła ^{Pj d}zia^{ła w} ki-erur^u ^włą^czania, jes^t stwarzana przez ^urz^ądze ni^{e w}łącza^jące i. ^wyłącza^jące. ^ίί:β może ^by^{ć w znan}y spos^ób rozłożona na ^skład°^we. ^Skła^do~ ^wa Ε, ^dzia^ła ^{w k}ierun^{ku śr}°dka ^{Z o}si I³, ^{a s}kład^owa Fj, ^która może ^być przedst^ioM ^poprz^ez równanie P- = Ρχ . sin oC , prostopadle do składowej P2. Składowa P-j może być przesuwana ^równol^egl^e aż ^do pokryci ^się Jej kierunku działania z kiarunkien bi^egnącego stycznia ^odciⁿka Jarenrn ¹⁶. Dział^{a ona ió}wcza^s z g<5ry na punkt A. Ta składowa siły P^{- p}r^zeci^wdziała ^sile ^{P4 o tak}i^ej s^ej ^r^ści n^{a tej} s^amej osi. Siła P⁴ jest sum^ą sił tarcia, ttórc ^sl^piiją w układzie oai 13, rolki 14 i Jarzma 16.

^Sił^{a tarcia P}41, ^{która w}ystępuje między rolk^ą 14 i jarmmem 16, je^st ^przy ^tym ota^Una ^^^yrażeni^^f^^{m P}41 = ^ρχ . c°β oc . c6, ^przy ^czyrn οθ ^jest współczynnikiem tarci^a mi^ęd^zy ^rolką 14 ⁱ Jaremę rn 16. ^Sła tarci.» międ^zy oaią ¹3 i rolką 14 jest zmnie^jsz^on^{a w stosunk}u ^premieni^a Rj. ^oai 13 ^do preidenia Rg rem 1⁴. w ^punkc±^e A dzi^ ^od tej ostatniej ^siły t^arei^a fakłado^j

R, ^⁴2 = ^Pi · ^C0B °C · °⁵ · ję przy czym c₅ jest w^f^^óczynniiki^s^m tarcia między osią 13 a rolką 14,

Siła ^p4 Jest określona wyrażeniem P4 = + p

158 664

Jeżeli składowa Pj i siła zostaną porównane do siebie, wówczas wynika dla obliczania kąta oć następujące równanie:

^R1 tg °ć = 0⁵ . 5- . c₆

Rolka 14 może posiadać zewnętrzną powierzchnię toczną, w której wykonane jest wybranie w postaci rowka, To wybranie służy jako prowadnica dla strony czołowej drążka zapadkowego 15 Unika się w ten sposób bocznego ześlizgiwania się drążka zapadkowego 15 z rolki 14. Dzięki temu wyeliminowane zostało skręcenie obu części. Ponadto możliwe jest dopasowanie strony czołowej drążka zapadkowego 15 do kształtu wybrania r.olki 14 w celu uzyskania lepszego jej prowadzenia.

FIG 3

158 664

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mechanizm zapadkowy dla wyłączników szybkich z tsadztną tbrttowt o ruchmmym mostku stykowym na tsi rolką, z działajc^ci’^m w kierunku włączania na rolkę, osadzonym tbrttowt drążkiem zapadkowym, którego z.\róctna dt rtlki strona cztłowa wykonana jest jako ct najmniej częściowo dtpasowane dt zarysu rtlki jarzmo, z działająca na mostek stykowy w kierunku wyłączanie siłą, którą uzyskuje się zwłaszcza przez element sprężysty oraz z działającym na drążek zapadkowy zwolniaczem, znamienny tym, że dla kompeesacji sił tarcia działających na rolkę /14/ przy znajdującym się w połtżeniu załączania mostku styktwym /4/, jarzmt /16/ ma taki kształt, że ta jego część, która jest Qoecsooasc ćo zarysu rtlki /14/ przechodzi w biegnący stycznie dt rolki /14/ tdcinek, który jest nachylony względe’ kierunku włączania ^pod k^ątem /90° - oć/, przy czym kąt; laCI ^jest okręcony Mstępująco:

   jest współczynnikiem tarcia między osią /Ι'ί/ i rolką /14/,

   Cg jest współczynnikiem tarcia między rolką /14/ i jarzmem /16/,

   R^ jest promieniem osi /13/» a Rg jest promieniem rolki /14/.
2. 2. Mechanizm zapadkowy według zestrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia toczna rolki /14/ posiada wybranie służące jakt prowadnica dla strony czołowej drążka zapadkowego /15/.
3. 3. Mechanizm zapadkowy wdiług zastrz. 2, znamienny tym, że strona czołowa drążka zapadkowego /15/ jest dopasowana do kształtu wybrania.